基于ARM的光纖傳感解調(diào)儀開發(fā)及其在巖土工程監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用.pdf

1、本文主要開發(fā)了一種分布式光纖光柵傳感網(wǎng)絡(luò)解調(diào)儀。論文在對(duì)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀進(jìn)行了深入分析的基礎(chǔ)上，歸納了當(dāng)前光纖光柵傳感技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)及其在實(shí)際應(yīng)用中存在的問題，并針對(duì)分布式光纖光柵傳感網(wǎng)絡(luò)的解調(diào)系統(tǒng)的頻域反射、信號(hào)解調(diào)、復(fù)用尋址、光源設(shè)計(jì)以及溫度補(bǔ)償這五個(gè)方面展開研究。 首先，論文從分布式光纖光柵傳感網(wǎng)絡(luò)的理論模型入手，分析了光纖布拉格光柵的傳感機(jī)理，建立了光纖光柵傳感模型；在分析比較了幾種常見的復(fù)用技術(shù)和信號(hào)解調(diào)技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)基礎(chǔ)

2、上，提出應(yīng)用光頻域反射復(fù)用技術(shù)和波分復(fù)用技術(shù)相結(jié)合的混合復(fù)用方法來解決光纖光柵傳感網(wǎng)絡(luò)的尋址問題，采用由寬帶光源和可調(diào)諧光濾波器組成的可調(diào)諧窄帶光源來解調(diào)復(fù)用信號(hào)，通過理論分析和實(shí)驗(yàn)研究證實(shí)了系統(tǒng)方案的可行性。 其次，重點(diǎn)進(jìn)行了信號(hào)解調(diào)部分的設(shè)計(jì)，利用ARM智能芯片LPC2214設(shè)計(jì)了硬件解調(diào)電路，并予以實(shí)現(xiàn)。 再次，對(duì)分布式光纖光柵傳感網(wǎng)絡(luò)的各個(gè)組成模塊分別進(jìn)行了原理分析和器件設(shè)計(jì)?；诠饫w光柵的溫度響應(yīng)特性，提出了用

3、一個(gè)參考光柵來進(jìn)行光纖光柵傳感陣列溫度補(bǔ)償?shù)脑O(shè)計(jì)方案，并論述了其補(bǔ)償原理，證明了該方法的可行性；同時(shí)可以看出，該方法不僅可以實(shí)現(xiàn)溫度補(bǔ)償，也可以減小光纖F-P可調(diào)諧濾波器的重復(fù)性誤差以及光源功率波動(dòng)、探測(cè)器噪聲和電路噪聲等引起的誤差。 最后，進(jìn)行了光纖布拉格光柵的溫度和應(yīng)變特性測(cè)試實(shí)驗(yàn)，分析了光纖光柵傳感網(wǎng)絡(luò)在巖土工程安全監(jiān)測(cè)中應(yīng)用的必要性和可行性，針對(duì)光柵陣列的尋址解調(diào)技術(shù)在巖土工程安全檢測(cè)的應(yīng)用進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，并闡述了影響系